Повторное заземление: устройство и назначение

Повторное заземление является важной мерой электробезопасности, обеспечивающей защиту людей и нормальную работу электрооборудования. Давайте разберемся, что представляет собой повторное заземление, где и когда его применяют.

Назначение повторного заземления

Основное предназначение повторного заземления - снизить опасное напряжение на открытых проводящих частях электроустановок при возникновении на них замыкания фазы на корпус. Благодаря дополнительному контуру заземления, выполняемому непосредственно на объекте, ток замыкания будет растекаться не только по нулевому защитному проводнику, но и по земле. Это позволит существенно снизить напряжение на корпусе.

Еще одна важная функция повторного заземления - защита электрооборудования от опасных наведенных токов, которые могут возникнуть по соседним подземным коммуникациям. Заземляющее устройство не даст этим токам проникнуть внутрь здания.

Без повторного заземления при обрыве нулевого рабочего проводника все электроприборы могут оказаться под опасным напряжением. Это чревато как выходом из строя самого оборудования, так и поражением людей электрическим током. Поэтому устройство повторного заземления является обязательным требованием правил эксплуатации электроустановок.

Требования ПУЭ к повторному заземлению

Согласно пункту 1.7.103 ПУЭ, повторное заземление должно быть выполнено на вводе в здание во всех электроустановках до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью трансформатора. Для воздушных линий электропередачи предусмотрены особые требования.

Повторное заземление на опорах ВЛ обязательно:

• на концевых опорах;
• перед вводом линии в здание;
• при длине ответвления более 200 м.

При этом сопротивление повторного заземления должно быть не более 30, 20 или 10 Ом в зависимости от линейного напряжения сети. Контроль этих параметров очень важен для обеспечения надежности и безопасности всей системы электроснабжения.

Системы заземления в электросетях

В зависимости от типа системы заземления повторное заземление имеет свои особенности.

Система TN-C

В этой устаревшей двухпроводной системе нулевой рабочий и защитный нулевой проводники объединены в один (PEN-проводник). Повторное заземление здесь нужно обязательно, чтобы обеспечить защиту при обрыве PEN.

Система TN-S

Эта система имеет раздельные нулевой рабочий (N) и защитный (PE) проводники. Повторное заземление также необходимо - для защиты при повреждении нулевого провода.

Система TN-C-S

Здесь применяется совмещенный PEN-проводник, который перед вводом в здание разветвляется на N и PE. Повторное заземление выполняется путем соединения PEN-проводника с контуром заземления.

Таким образом, для всех распространенных систем заземления в электросетях низкого напряжения повторное заземление является обязательным элементом, гарантирующим электробезопасность.

Устройство повторного заземления на практике

Рассмотрим, как устраивается повторное заземление в реальных условиях.

Выбор заземлителей

В качестве заземлителей чаще всего используются:

• металлические штыри;
• трубы;
• металлическая арматура фундамента.

Штыри могут быть стальными или медными, одиночными или в комплекте. Их достоинства - простота монтажа, стабильность характеристик. Недостаток - высокая стоимость.

Для повторного заземления на вводе в здание часто используют естественные заземлители - металлические конструкции фундамента. Это дешевле, но характеристики нестабильны.

Монтаж заземления на вводе в здание

При монтаже повторного заземления на вводе в здание выполняют такие операции:

1. Заглубление заземлителей в грунт или соединение с конструкциями фундамента.
2. Прокладка заземляющих проводников до главной заземляющей шины.
3. Болтовое или сварное соединение всех элементов.
4. Измерение полученного сопротивления заземления.

Особое внимание уделяют качеству соединений, поскольку оно влияет на стабильность всей системы.

Монтаж заземления на ВЛ

На опорах ВЛ для повторного заземления используются их металлические конструкции, погруженные в грунт. Также возможна установка дополнительных электродов.

Соединение выполняется гибким медным проводником сечением не менее 6 мм2. Обязательна проверка качества контакта и сопротивления заземления.

Таковы основные принципы устройства повторного заземления на практике. Правильный монтаж позволяет получить эффективную и надежную систему защиты.

Применение устройств защитного отключения

Для дополнительной защиты от поражения электрическим током совместно с повторным заземлением рекомендуется применять устройства защитного отключения (УЗО).

УЗО контролируют ток утечки и отключают поврежденную цепь за доли секунды. Это предотвращает поражение людей током.

В системе TN-C применение одних УЗО без повторного заземления запрещено. Но совместное их использование значительно повышает безопасность.

Там, где нет возможности сделать повторное заземление, применяют несколько УЗО со ступенчатой защитой. Это тоже обеспечивает электробезопасность.

Таким образом, УЗО и повторное заземление дополняют друг друга, создавая надежную систему защиты.

Типовые ошибки монтажа и эксплуатации

При всех достоинствах повторного заземления на практике встречаются типовые ошибки, которые снижают надежность и эффективность защиты.

Нарушение требований ПУЭ

Часто встречается игнорирование обязательных требований ПУЭ к повторному заземлению. Например, его не выполняют совсем или ставят с большим интервалом на ВЛ. Это недопустимо и опасно.

Некачественные соединения

Ослабление болтовых соединений или плохой контакт в местах сварки со временем приводят к увеличению сопротивления заземления. Необходим регулярный контроль качества контактов.

Коррозия заземлителей

Стальные электроды со временем подвержены коррозии, что тоже ухудшает характеристики заземления. Использование оцинкованных или медных заземлителей увеличивает срок службы.

Неправильный выбор оборудования

Не всегда учитывают особенности грунта, климатические факторы, возможность использования естественных заземлителей. Это приводит к недостаточной эффективности защиты.

Неверная схема подключения

Ошибки при подключении заземляющих проводников могут полностью обесточить всю систему защиты. Требуется строгое соблюдение схемы.

Рекомендации по устранению ошибок

Чтобы избежать типовых ошибок, необходимо:

• Строго соблюдать требования ПУЭ.
• Контролировать качество соединений.
• Использовать коррозионно-стойкие материалы.
• Правильно подбирать оборудование под условия.
• Строго придерживаться схемы подключения.

Тщательный подход позволит избежать типовых ошибок и обеспечить надежность повторного заземления.

Экономические аспекты повторного заземления

Как и любые инженерные решения, повторное заземление имеет не только техническую, но и экономическую сторону.

Стоимость обустройства

На стоимость повторного заземления влияют:

• Тип и количество заземлителей.
• Длина заземляющих проводников.
• Трудозатраты на монтаж.

Применение дешевых материалов не оправдано, так как снижает надежность.

Предотвращение аварий

Качественное повторное заземление предотвращает выход из строя дорогостоящего электрооборудования и другие аварии. Это приносит ощутимый экономический эффект.

Окупаемость затрат

Затраты на повторное заземление по ПУЭ окупаются за счет повышения безопасности и надежности электроснабжения объекта в течение эксплуатации.

Таким образом, грамотно выполненное повторное заземление является экономически оправданным решением.

Инструкция по монтажу повторного заземления

Рассмотрим пошаговую инструкцию по монтажу повторного заземления для типового объекта.

Обслуживание и периодическая проверка

Для поддержания повторного заземления в работоспособном состоянии необходимо периодическое обслуживание и проверка.

Визуальный осмотр

При визуальном осмотре проверяют целостность заземляющих проводников, надежность соединений, отсутствие механических повреждений заземлителей.

Измерение сопротивления заземления

Периодически выполняют измерение сопротивления заземления с помощью специальных приборов. Полученные значения сравнивают с допустимыми нормами.

Восстановление поврежденных элементов

При обнаружении неисправностей производят замену или ремонт вышедших из строя деталей заземления.

Регламент проверки

Согласно ПУЭ измерение сопротивления повторного заземления должно выполняться:

• После монтажа.
• Перед вводом в эксплуатацию.
• При эксплуатации - не реже 1 раза в 12 лет.

Визуальный осмотр рекомендуется выполнять не реже 1 раза в год.

График проведения работ

На основе регламента и состояния конкретного объекта составляют график обслуживания и проверки повторного заземления с указанием сроков и ответственных.

Пример расчета повторного заземления

Приведем пример расчета повторного заземления для производственного цеха.

Исходные данные:

• Питание цеха от ТП-6/0,4 кВ по КЛ-0,4 кВ, 200 м.
• Мощность цеха 250 кВт.
• Тип системы заземления - TN-S.

Определение параметров системы заземления:

Линейное напряжение 0,4 кВ. Максимальное сопротивление повторного заземления по ПУЭ - 30 Ом. Выбираем в качестве заземлителей медно-оцинкованные стержни длиной 3 м.

Расчет и подбор оборудования:

Исходя из расчета требуемого количества заземлителей, подбираем комплект из 8 штук. Соответствующее сопротивление растеканию тока составит 15 Ом, что удовлетворяет нормам ПУЭ.

Таким образом, получены параметры повторного заземления, отвечающие требованиям объекта.

Заключение

В статье подробно рассмотрено устройство и назначение повторного заземления, требования ПУЭ, особенности монтажа. Приведены типовые ошибки и рекомендации по их предотвращению. Дана пошаговая инструкция по организации эффективного повторного заземления на практике. Наверняка эта информация поможет вам сделать свою работу более качественной и продуктивной.